（农业昆虫与害虫防治专业论文）管氏肿腿蜂研究：寄主利它素的初步探讨.pdf

摘要 管氏肿腿蜂是防治许多林木钻蛀性害虫的理想天敌，开展该蜂的基础研究具有非常重要的意 义本研究共分为三部分，即管氏肿腿蜂的交配后最适繁蜂时间的研究；管氏肿腿蜂对两种寄主 利它素的嗅觉反应；以及营养物质对雌蜂寄生过程的影响主要研究结果如下： 在营养状况、饲养温度和饲养容器的大小一致的情况下，管氏肿腿蜂雌蜂在寄生黄粉甲蛹时 上蜂时间和蛰刺能力由于饥饿时间的不同个体间差别很大，因此在进行对两种寄主利它素的嗅 觉反应以及营养物质对寄生过程的影响的实验时需尽量采用一批生理条件较为相似的雌蜂，利 用相同的这样雌蜂所测的结果才可能与实际相符本实验结果表明，雌蜂在经过充分交配后的最 适繁蜂时间是在4 下保藏2 0 _ - 2 5 天，此时的雌蜂的繁蜂效果较好 用y 型嗅觉仪测定了雌蜂对两种寄主昆虫青杨天牛及黄粉甲的不同材料浸提物的嗅觉 反应，结果表明：青杨天牛幼虫及蛹的血淋巴、虫粪、黄粉甲蛹血淋巴对雌蜂有明显的吸引作用， 表明其中有能引起雌蜂嗅觉反应的信息物质。经低温处理青杨天牛蛹及黄粉甲蛹后，测定雌蜂对 其血淋巴浸提物的嗅觉反应，结果表明：低温处理能引起寄主体内信息物质的变化，该结果与人 工扩繁接蜂时，自然寄主接蜂时宜用新鲜的蛹，中间寄主接蜂时宜用低温保藏后的黄粉甲蛹相符 合。测定经自然寄主接蜂复壮l 3 代后的管氏肿腿蜂对青杨天牛蛹血淋巴及黄粉甲蛹血淋巴浸 提物的嗅觉反应，结果表明：复壮后雌蜂对寄主体内信息物质的反应会发生变化，以复壮一代为 宣。根据实验结果认为，能够引起雌蜂嗅觉反应的寄主血淋巴浸提物的信息物质应是寄主利它素。 通过对2 0 种l - 氨基酸溶液和8 种糖溶液用于繁蜂，发现只有谷氨酸、苏氨酸和精氨酸这几 种氨基酸明显对管氏肿腿蜂雌蜂的上蜂速度和螯刺率等寄生过程( 发育历程除外) 有促进作用， 而糖溶液对寄生过程无明显作用，从雌蜂对氨基酸和糖的嗅觉反应看，营养物质亦能引起雌蜂的 嗅觉反应，但从繁蜂效果看只有谷氨酸、苏氨酸和精氨酸有促进作用，说明这几种氨基酸应该是 寄主利它素的组成部份，但用雌蜂对用单一浓度下单独的氨基酸溶液制成的假蛹做繁蜂实验后， 结果表明在此浓度下单独使用它们并没有起到产卵刺激素的作用，对寄主利它素的主要活性成分 还需进一步研究。 关键词：管氏肿腿蜂，最适繁蜂时间，利它素，嗅觉反应，l 氨基酸，糖类 a b s t r a c t s c l e r o d e r m a g u a n ix i a na tw h i sa l li m p o r t a n th y m e n o p t e r o u sp a r a s i t o i d s c o n t r o l l i n gm a n yb o r e r * t i i i sp a p e ri n c l u d e st h r e ep a r t s n a m e l yt h em o s te f f e c t i v ep a r a s i f i c i n gt i m eo ft h em a t e d f e m a l e ；t h e o l f a c t o r yr e s p o n s eo f f e m a l ea d u l t st ok a l r o m o n eo f d i f f e r e n tm a t e r i a l sf r o mt w oh o s t s ；a n dt h ee f f e c t so f n i l i 矗t i s ( i n c l u d el - a m i n oa c i da n ds u g a r s ) t ot h ep l o c c 鹞o f t h ep a r a s i t i c a li n s e c t t h cm a i nr e s u l t sa a sf o l l o w s ： t h ep a r a s i t i c a lp r o c e s so f s c l e r o d e r m a g 菇i sd r a m a t i c a l l yd i f f e r e n tb e a c a u s eo f d i f f e r e n ts t o r i n g t i m e ，c o n s e q u e n t l yu s i n gan u m b e ro ff e m a l ea d u l t so fs i m i l a rc o n d i t i o n si sv e r yi m p o r t a n tt ot h e e x p e r i m e n t o u rs t u d ys h o w st h a tt h em o s te f f e c t i v et i m ef o rf e m a l ea d u l t s p a r a s i t i n gt h e i rh o s t si s2 0t o 2 5d a y si n4d e g r e ec e n t i g r a d e n ”o l f a c t o r yr e s p o n s e so ft h ef e m a l ea d u l t st ot h ee x t r a c t so fd i f f e r e n tm a t e r a l sf r o ms a p e r d a p o p u l n e aa n dt e n e b r i om o l i t o rw a s d e t e c t e du s i n gy - t y p eo f o l f a c t o r yi n s t r u m e n t t h er e s u l ts h o w st h a t t h e h e m o l y m p h o f l a r v a e a n d p u p a a n d w o r m e x c r e m e n t o f s p o p u l n e a a n d t h e h e m o l y m p h o f p u p a o f t m o l i t o rh a v eao b v i o u sa t t r a c t i o ne r i e c t , s oi tm e a l bt h a tt h o s em a t e r i a l sh a v es o m ec h e m i c a ls u b s t a n c e w h i c hh e l pt h ep a r a s i t o i ds e a r c hf o ri t sh o s t s w h i l ea f t e rl o wt e m p r e t u r et r e a t m e n to ft h ep u p a e ，t h e c h e m i c a ls u b s t a n c ec h a n g e d w h e nw eu s e dt h er e j u v e n a t e dp a r a s i t i o d sw h i c hw e 他r e p f o d u c e db y n a t u r a lh o s t sa f t e rlt o3g e n e r a t i o n s t h er e s p o n s eo ft h ef e m a l ea d u l t st ot h ec h e m i c a ls u b s t a n c ew a s c h a n g e d , a n dt h er e s u l t ss h o w dt h a tt h eb e s tt i m ei slg e n e r a t i o n w eo b s e r v e dt h ep r o c e s so ft h er e p r o d u c t i o nu s i n g2 0l - a m i n oa c i d sa n d8s u g a r s , t h er e s u l t i n d i c a t e dt h a to n l yg l u t a m i n ea c i d 、t h r e o n i n ea n da 曜j l l i l 掉s h o w e d 觚a c c e l e r a t ee f f e c t , t h u st h e y m i g h tb et h ec o m p o n e n t so ft h eh o s tk a i r o m o n e b u tw h e nw er e p r o d u c t e dt h ep a r a s i t i o d su s i n g a r t i f i c i a lp u p a em a d eo fs i n g l ea m i n oa c i d ，w ef o u n dt h a tt h e ya r en o tt h em a i nc o n p o n e n to fh o s t k a i r m o n ew h i c hc a l ls t i m u l a t et h ef e m a l ea d u l t st oo v i p o s i t t h e r e f o r et h ea c t i v ec o m p o n e n to f t h eh o s t k a l r m o n en e e df u r t h e rr e s e a r c h k e yw o r d ：$ c l e r o d e r m ag u a n i ，t h em o s te f f e c t i v ep a r a s i t i c i n gt i m e ，k a i r o m o n e ，o l f a c t o r yr e s p o n s e ， l - a m i n oa c i d ，s u g a r i i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发 表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书 而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 幻窑私 时间：沙7 年6 月，2 日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留 送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复 制手段保存、汇编学位论文同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、 传播学位论文的全部或部分内容。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此协议) 时间： 渺7 年f 月，2 日 时间：) 。7 年6 月) 日 艮岷 乏j 勿 ：1冀鼍 乞拿 名 ： 签 名 生 签 究 师 研 导 中国农业大学硕士学位论文 第一章绪论 第一章绪论 1 1 有关昆虫利它素的研究概况 在生态系统中，各生物种问除了存在一个以营养联系为基础的食物网链外。还存在一个以不 同生物释放出的活跃信息化合物( s e m i o c h e m i c a l s ) 为基础的信息化合物网。这个网通过调节生物种 内和种间行为，在维持和构建整个群落中起着非常重要的作用昆虫利它素( k a i r o m o n e ) 就 是其中一种重要的信息物质。利它素在寄生蜂对寄主的识别和接受的各种因子中。起着极为重要 的作用 2 - - 4 t 利它素是对产生者无益，对接受者有益的天然化学物质，是一种特殊的种间信息交流物质， 它多属于次生性物质0 1 从它的来源将它分为植物源利它素和昆虫源利它素” 1 1 1 植物源利它素 由植物产生能诱导或刺激植食性昆虫前去取食、产卵，甚至引起昆虫滞留在食物丰富的生态 小区之中，这些次生性物质均属于植物源利它素。它的作用主要有以下两种： 植物次生性物质在植食性昆虫选择寄主中的作用 影响昆虫选择寄主植物的因子很多，有植物化学成分、植物形态特征、各种环境因子( 光、 温、湿等) 和其他生物等，但在寻找寄主阶段，植食性昆虫主要借助化学感受器来鉴别植物的信 号物质。寄主植物的挥发性物质通过昆虫嗅觉感受器引诱昆虫到达植物，在与植物接触后，通过 味觉感受器感知植物营养成分比例、激食剂或抑食剂的存在”，因此，植物挥发性物质对昆虫的 引诱作用在寄主选择中处于首要地位“1 。 昆虫对寄主的识别主要是由于识别了植物的气味的化学指纹图谱，这一指纹图谱是不同植物 化合物组成的混合物。马铃薯甲虫( l e p t i n o t a r s ad e c e m l i n e a t a ) ”、豆卫矛蚜( a p h i s f a b a e ) 。” 和大豆蚜( a p h i s g l y c i n e s ) 1 等对寄主植物气味的引诱反应可以被非寄主植物气味的加入所打破， 是由于加入非寄主植物气味组分破坏了原来寄主植物气味各组分浓度比例，使昆虫无法识别豆 卫矛蚜的反应正说明这点c l o 。 植物次生性物质在植食性昆虫产卵、取食中的作用 寄主植物的挥发性物质可刺激或激发雌虫在寄主上的着落行为。如儿茶酚对波纹小蠢 ( s c o l y t u sm u l t i s t r i a t u s ) 有助食作用，氯原酸对家蚕有助食作用“2 1 ：柑橘属植物释放的挥发性物 质可直接通过刺激达摩凤蝶( p a p i l i od e m o l e u s ) 与其寄主植物的接触而提高产卵机率；北美风蝶 p a p i l i o p l y x e n e s 的寄主为伞形花科植物，其挥发性气味可提高其在寄主上的着落机率，进而增加 其产卵行为1 ；云杉卷叶蛾( c h o r i s t o n e u r a f u m i f e r a n a ) 产卵于含有a 蒎烯、争蒎烯的松枝上“”； 叶表面角质层中的某些成分( 主要是链烃) 对豌豆蚜( a c y t h o s i p h o n p i s u m ) 的探测行为也有促进 作用 1 5 3 0 1 1 2 昆虫源利它素 中国农业大学硕十学位论文第一章绪论 昆虫源利它素是指捕食性或寄生性昆虫利用寄主本身的气味定位寄主，寄主的气味便是利它 素。它是由某种昆虫个体释放而引起它种昆虫个体行为反应的化学物质。行为反应有益于接受者， 并且在调节昆虫行为方面起着很大的作用，例如蚜虫排泄出的蜜露气味可招引天敌瓢虫的捕食 “”；捕食蜗对植食蜗的丝和粪便的气味反应强烈i t 7 昆虫源利它素的来源十分广泛，一般来自 昆虫各个发育阶段的有关部位以及微生物等方面。有研究证明，化学物质在天敌寻找寄主( 猎物) 的过程中起者极为重要的作用，而物理因子如声音，运动，振动、大小、形状和层次结构等则是 次要的 利它素在寄生蜂寄主定位过程中起着关键作用有研究表证明植食性昆虫能产生利它素的部 位很多，一般有： 寄主卵块 寄主卵块中的利它素是引诱寄生性昆虫产卵的重要信息物质来源，如螟黄赤眼蜂( 1 ：c h i l o n i s ) 对棉铃虫刚产出的新鲜卵的寄生率为4 3 5 0 ，而对用蒸馏水洗过的新鲜卵的寄生率为1 3 3 0 ， 可见，棉铃虫卵表物质中确实存在引诱和刺激螟黄赤眼蜂产卵的物质，该研究证明卵表面的利它 素可能来源于雌虫产卵孔和卵巢之间某种器官的分泌物n ” 寄主鳞片 昆虫翅的鳞片中也可能存在利它素。如有研究发现玉米穗蛾产卵留下的鳞毛可提高广赤眼蜂 ( r e v a n e s c e n s ) 的生率t l g 美洲棉铃虫或印度谷螟( p l o d i a i n t e r p u n c t e l l a h u b n e r ) 成虫产卵留下的 鳞片，可提高广赤眼蜂和旋花天蛾赤眼蜂( t a g r i a e ) 的寄生率。用正己烷可以抽提鳞翅目昆虫鳞 片中的利它素，这种物质能刺激广赤眼蜂搜索寄主一i 寄主性附腺 某些雌性昆虫的性附腺分泌物也是寄生昆虫的利它素来源一般认为雌性昆虫附性腺分泌物 的作用主要是使卵粘附于产卵场所研究发现家蚕( b o m b y xm o r d 和野蚕( t h e o p h i l am a n d a r i n a ) 附性腺分泌物中除了具有卵粘着作用外，还有引诱野蚕黑卵蜂( t e l e n o m u st h e o p h i l a e ) 搜索寄生寄 主卵的寄主识别利它素的作用。松毛虫黑卵蜂( zd e n d r o l i m u s 0 在涂有松毛虫性附腺分泌物的人 造卵上的产卵行为，认为性附腺分泌物中含有引诱松毛虫黑卵蜂的利它素m 2 ， 寄主排泄物 寄主成虫或幼虫的粪便是某些寄生昆虫的利它素源。如朱砂叶螨( t e t r a n y c h u s c i n n a b r i n u a ) 及其分泌物和排泄物释放出的挥发性物质对捕食螨有定位反应2 1 租鞘双条杉天牛( s e m a n o t u s s i n o a u s t e r ) 虫粪中存在有吸；1 ) l l 硬皮肿腿蜂的利它素，进一步研究证明该利它素的组分为虫粪中 的糖类和氨基酸类某些寄生蝇如古巴蝇等对寄主粪便发生反应，蚜虫分泌出来的蜜露能引诱 并刺激蚜茧蜂产生行为反应c 2 4 e 寄主性外激素 2 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 雌蛾性外激素在寄生蜂对寄主的定向中具有重要的作用一些卵寄生蜂很容易受寄主释放的 性信息素的吸引，如玉米穗蛾的合成性激素能明显提高赤眼蜂对寄主卵的寄生率；欧洲玉米螟雌 蛾性激素【2 ，j ，能使甘蓝夜蛾赤眼蜂( r b r a s s i c a e ) 的滞留时间大大延长：另外，相关的研究还证实 了草地粘虫的性信息素能引诱其卵寄生蜂蚜虫报警信息素在蚜虫逃避天敌侵袭行为中起重要 作用，但其寄生者和捕食者恰恰利用它作为寻找寄主( 猎物) 的化学线索c 2 4 j 寄主外激素 有国外的相关的研究发现，松齿小蠢弛声肋0 的主要捕食者疑山郭公虫( t h a n a s i m u s d u b i u s ) 是以这种小蠢的外激素( 小蠢二烯醇) 作为对猎物的定位信息素m ，。 其他引诱剂源 有些昆虫专门寄生在死亡的寄主上，这种寄生过程可能与微生物有关。例如，腐烂果实上的 一种真菌，能产生乙醇和乙醛，对实蝇茧蜂具有引诱作用；又如，腐肉类气味是反颚茧蜂( d a c n u s a s p ) 和丽蝇蛹集金小蜂( n a s o n i a v i t r i p e n n i s ) 的引诱剂；双缘姬蜂( d i a d r o m u s c o l l a r i s ) 以滋生细菌后 的寄主葱谷蛾粪便气味为搜索利它素。1 。引诱蚊子产卵的活性物质也与微生物有密切的关系。此 外，一些昆虫的血淋巴、蛹蜕皮、卵毛和上颚腺体也常是昆虫利它素的来源。1 1 1 3 昆虫信息素在生物防治中的应用 寄生性天敌，在对农林害虫的生物防治中起着非常重要的作用。通过大量繁殖寄生蜂( 目前国 内外研究最多的是赤眼蜂) ，释放到目标田，可以达到控制害虫为害的目的。然而，目前的问题是： 释放到田间的寄生蜂对寄主的搜寻效果不太理想，寄生率低，影响了防治效果o ，自2 0 世纪7 0 年代初发现天敌可以利用的信息化合物以来，研究者就考虑把信息化合物用于害虫防治中。如在 有的研究中使用寄主信息素做诱芯可以引诱到柳杉纹虎天牛( a n a g l y p t u js u b f a s i t a u s ) 此外，寄 生蜂学习行为的发现又激起了人们对通过行为调控来提高天敌寄生蜂有效利用的思考一 目前，对此方向的研究方向有：通过研究信息化合物组成及其对寄生蜂的调控机理，通过人 为的施加天然活性物质来保护利用自然天敌，增强寄生蜂对寄主的搜寻和寄生能力，阻止其不必 要的扩散，从而提高寄生率。同时，在人工饲养寄生蜂的方面，尤其在寄生蜂人造卵研究上，将 利它素用作寄生蜂人造卵产卵引诱物质或产卵刺激物，可以提高人造卵繁殖寄生蜂的效率 目前，在室外，昆虫信息素的应用主要在害虫监测和害虫控制两个方面，已有多方面报道 ”l ，在室内，信息素的应用主要在利用挥发性信息化合物作为寄生蜂的引诱剂或者产卵刺激物【” “i 但目前仍对信息化合物对寄生蜂行为的调控机理及其在各营养级问的作用不明确，使信息化 合物在害虫综合治理中未能发挥应有的作用。因此探明信息化合物对寄生蜂行为的调控机理，为 信息化合物在害虫综合治理中的应用开辟更加广阔的天地是非常重要的m 1 1 1 4 天牛信息物质的研究概况 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 天牛信息物质研究开始于2 0 世纪7 0 年代，目前有关天牛性信息素的研究较多，已有研究表 明，天牛雌、雄成虫均可释放性信息素近2 0 年来，天牛信息素的研究进展较快，但总体而言， 天牛信息素研究还不很多，己鉴定性信息素组分的天牛有3 1 种，其中完成组分测定的有1 3 种， 但寄主信息素和其他类型信息素的研究才刚起步，相关的报道还很少这可能与天牛幼虫具隐蔽 活动习性，研究基础较为薄弱有关。 由于天牛幼虫隐蔽、分散危害，目前，常规防治措施已难以取得理想的效果。利用信息素监 测和防治天牛种群，具有专一性强、无污染、不易产生抗性等优点，符合有害生物综合治理发展 方向。因此深入开展研究天牛信息素及其感受机制，可以揭示天牛种间和种内信息联系的机制， 此外，对天牛类生物防治技术开发也具有重要的意义 1 1 5 营养物质以及它们与寄主利它素的关系 已有研究表明利它素的主要成分为蛋白质、糖类、氨基酸、长链烷烃、酮类、脂肪酸和萜类 化台物等c 4 “4 5 ，可见其中，营养物质和利它素关系是非常紧密的。 昆虫所需的营养物质，可分为三类：一类为用来建造身体和能量来源的多种有机物和无机物； 另一类是用来调节生理功能的辅助物质或附加物质，一般而言无营养价值；第三类是决定某些昆 虫选择食物或刺激取食的激素要素。对昆虫生长发育和生命活动比较重要的营养物质有蛋白质、 糖类、水等 此外，植物的营养物质还可间接影响昆虫天敌，主要表现为通过影响植食性昆虫的化学防 御或利它素活性影响昆虫天敌的寄生( 捕食) 或寻找效率，如褐飞虱蜜露中的的利它素活性显著 的受其取食水稻品种的影响”。通过调控植食性昆虫的数量。影响昆虫天敌的数量和寻找效率。 通过影响植食性昆虫的质量，影响昆虫天敌的寄主适合性。通过影响植食性昆虫的发育速率， 影响昆虫天敌的捕食( 寄生) 效率。如取食抗性玉米的草地夜蛾( s p o d o p t e r af r u g i p e r d a ) ，由于 个体变小，生长率变慢，因而遭至捕食者更多的捕食1 1 2 。通过影响植食性昆虫的的死亡时问， 影响昆虫天敌的数量1 1 1 1 。 其中，在氨基酸的两种异构体中，对昆虫有用的主要是l 氨基酸。糖类主要供给昆虫生长发 育所需的能量，以及转化成储存的脂肪。通常象葡萄塘、麦芽糖、果塘、乳糖、甘露糖等可被昆 虫利用m ，。 1 2研究目的及意义 目前，我国森林病虫害发生频繁，经济损失严重，为害最为严重的是天牛类钻蛀性害虫。三 北防护林、许多城市的园林树木受天牛类害虫的为害呈日趋上升的趋势由于该类害虫具有钻蛀 为害、活动隐蔽、破坏性大等为害特点，如采用人工捕杀或毒物堵塞虫孔等方法防治，既费力， 又难以达到预期效果，因此利用寄生蜂防治天牛类害虫的生物防治技术开始被重视加之我国已 经进入w t o ，预计在未来绿色食品的生产中，化学信息物质制剂将倍受关注。研究寄生蜂的化 4 中国农业大学硕七学位论文第一章绪论 i 学信息物质可以促进化学生态学的发展，为害虫防治和天敌敌昆虫利用提供理论依据 开展钻蛀性害虫的生物防治天敌主要有管氏肿腿蜂( s c l e r o d e r m a g u a n i x i a oe t w u ) 、白僵菌、 线虫、啄木鸟等由于白僵菌和线虫不具有较强的主动扩散能力，使施用方法局限于低效的虫孔 堵塞法或虫孔注射法保护和利用啄木鸟对控制天牛自然种群的作用明显，但对林分环境要求较 高。管氏肿腿蜂是许多钻蛀性害虫( 特别是天牛类) 幼虫和蛹的体外寄生蜂，属于膜翅目 ( h y m e n o p t o r a ) 、肿腿蜂( b e t h y l i d a e ) ”3 ，主要分布在我国广东，江苏、河南、陕西、山西、河 北、山东1 它有发育周期短、繁殖力强、寄主谱广，寄生率高，搜索和攻击寄主能力强等特点， 是防治钻蛀性害虫的理想天敌，具有重要的生物防治价值。目前。在林业钻蛀性害虫、药用植物 蛀茎害虫、经济作物蛀干害虫和居室害虫的生物防治中有着重要的应用。其寄主种类很多，初步 统计有鳞翅目、鞘翅目，膜翅目3 个目2 2 科5 0 余种昆虫，其中天牛类寄主占2 0 余种c 5 1j 随着 管氏肿腿蜂的野外释放以及控制钻蛀性害虫的防治面积增加，其分布范围和寄主种类都在不断扩 大 中国农业大学昆虫系统与进化实验室利用中间寄主黄粉甲( t e n e b r i om o l i t o r ) 进行人工扩繁 的研究已获得一些进展”w ，但从目前的研究概况来看，对该蜂的生物学特性、人工饲养和应用 防治等方面的研究较多。但基础性的研究仍嫌不足。管氏肿腿蜂对中间寄主的寄生机理尚不清楚。 尤其是对管氏肿腿蜂的交配后的最适繁蜂时间、中间寄主和自然寄主的利它素的产生部位、营养 物质对寄生过程的影响及作用的研究较少本项研究就从上述几个方面进行了一些探索，以为管 氏肿腿蜂人工扩繁关键技术的研究积累基础资料主要工作集中在以下方面： 管氏肿腿蜂的交配后最适繁蜂时问的研究：在人工扩繁条件下，通过在4 保藏的条件下， 测定保藏不同天数的雌蜂对中间寄主黄粉甲蛹的寄生行为的各项生物学指标，获得最适的繁蜂时 间，从而也为后续实验获得生理条件较为一致的雌蜂打下基础。 管氏肿腿蜂对两种寄主利它素的嗅觉反应：在生测仪器的选择上，在对比了表面皿法和y - 型嗅觉仪选择法后，根据管氏肿腿蜂的活动特点，适当的改造了一下上述两种仪器。在抽提液的 选择上，根据相关的文献，选定了四种溶液待试，它们分别是甲醇、正己烷、丙酮、乙醚。选择 黄粉甲蛹( 4 下保藏2 天) 的血淋巴测定它们对管氏肿腿蜂的嗅觉反应。在用不同抽提液抽提 后，雌蜂的嗅觉反应结果显示：雌蜂对血淋巴的抽提物的嗅觉反应的强烈程度是：甲醇 正己烷 丙酮 乙醚。由于这四种溶液中，除了甲醇外，别的溶剂都不能溶解氨基酸和糖类等营养物质。因 此，甲醇的抽提结果较好，考虑到昆虫可利用的2 0 种l 氨基酸和8 种塘类( 大部分昆虫体内所 含) 目前都到了可达到分析纯的试剂可用，所以在实验中采用正乙烷来抽提，主要抽提利它素 中的易挥发性物质，而对2 0 种l 氨基酸和8 种糖类采用涂抹的方法来处理寄主蛹，然后再测定 它们对雌蜂的寄生过程的影响，这样可以直接找到在人工扩繁中可利用的氨基酸种类和糖类。此 外利用嗅觉反应的测定也可以进一步的确认它们的有效性，而且比对提取液采用测定其中的氨基 酸和糖类的种类来的准确和节约时间。 最后利用改装过的y - 型嗅觉仪测定了管氏肿腿蜂雌蜂对两种寄主青杨天牛及黄粉甲的 5 中国农业大学硕士学位论文第一章绪论 不同材料浸提物的嗅觉反应，确定出寄主利它素的产生部位，以及根据嗅觉反应来了解寄主蛹经 冷藏处理及复壮后( r l 、r 2 ，硒) 对寄主利它素含量的影响，从寄主利它素的方面探讨我们在繁 蜂过程中的机理问题。因此这也是本研究的一个重点。 营养物质对管氏肿腿蜂寄生过程的影响：据研究报道，氨基酸和糖类物质等营养物质还是寄 主利它素的重要组成组份之一，本实验室已有研究工作，测定了双条杉天牛和黄粉甲蛹血淋巴的 氨基酸组份p ”本研究就是从另一方面，探讨了2 0 种l 氨基酸和s 种糖类物质对管氏肿腿蜂的 寄生过程的诱导效应和测定氨基酸和糖类物质对管氏肿腿蜂的嗅觉反应，从而确定它们中是否是 利它素组成组份，找到可能提高管氏肿腿蜂雌蜂寄生效果的氨基酸种类和糖类种类，并将它应用 于实验室人工扩繁中，以期在人工扩繁过程中对其加以诱导和利用，以提高繁蜂效率。甚至利用 利它素有效的刺激寄生蜂攻击原来不寄生的寄主，这样可以有可能扩大该蜂的寄主范围，从而为 扩大该蜂的应用提供科学基础。 6 第二章管氏肿腿蜂交配后最适繁蜂时间的研究 在营养状况、饲养温度和饲养容器的大小一致的情况下，管氏肿腿蜂雌蜂在寄生黄粉甲蛹时 上蜂时间和蛰刺能力往往由于保藏时间的不同，个体间差别很大，因此在进行管氏肿腿蜂对两种 寄主利它素的嗅觉反应以及营养物质对管氏肿腿蜂寄生过程的影响的实验时，需尽量采用一批生 理状态相似的雌蜂，利用此类具有相同的生理情况的雌蜂所测的实验结果才可能与实际相符。通 过对在常温下分别保藏5 、1 0 、1 5 、2 0 、2 5 和3 0 天的充分交配后雌蜂的寄生能力的实验，实验 结果表明管氏肿腿蜂雌蜂经充分交配后的最适繁蜂时间是在4 c 下保藏2 0 2 5 天，此时的雌蜂 的繁蜂效果较好。 2 1材料与方法 2 1 1 试验材料 蜂种：本地蜂为本实验室扩繁种群； 寄主：黄粉甲蛹为经本实验室饲养后收集，在4 c 下保存2 4 h 即可用于接蜂。 2 1 2 试验方法 以黄粉甲蛹为寄主，在指形管( 1 0m m x 5 0m m ) 内按蜂虫比1 ：l 接入由黄粉甲蛹繁育的经充 分交配后的管氏肿腿蜂雌蜂( 分别保藏5 、1 0 、1 5 、2 0 、2 5 、3 0 天) ，每处理接4 0 管，每处理设 3 个重复，放入光照培养箱( 2 4 c ，r h 6 0 7 0 ) 每4 h 观察一次，统计上蜂速度和螯刺率，记 录发育历期、卵量、幼虫数量、子代蜂数量等各项指标。 2 1 3 基本公式及数据处理方法 r = s r 为螯刺率；a 为管氏肿腿蜂在黄粉甲蛹蛰刺后的并使其停止发育后，在一定时间内其内 部组织不腐烂不干化的寄主数目；s 为总寄主数目。 试验中不同处理间管氏肿腿蜂发育历期、产卵量、幼虫数量和子代蜂数量的显著性差异比 较均采用s a s ( s t a t i s t i c a l a n a l y s i ss y s t e m ) 数据分析软件进行分析 2 2结果与分析 实验结果( 表l ，表2 ，表3 ) 说明，当管氏肿腿蜂雌蜂交配后，在4 c 下保藏2 0 、2 5 天 时( 即饥饿2 0 、2 5 天后) ，此时，用于繁蜂的时间较为理想，表现为，两个对于有关寄生过程中最 重要的生物学指标一e 蜂速度最快，螯刺率最高；其次的为在4 c 下保藏1 5 、3 0 天；而只保藏 5 、1 0 天的效果最差。 7 襄l 不周饥饿时同对雌蜂寄生过程的影响 t a b l e l ：t h e i n f l u e n c e o n t h e p r o c e s so f t b e f e m a l e s b y d i f f e r e n ts t o r e d d a y s t r e a s u r e d 注：表中数据为三个重复的平均值，每处理4 0 管。不同的小写字母表示在0 0 5 的水平上差异显著，下表均同 n o t e ：t h ed a t ai nt a b l e1bt h ea v e r a g eo f t h r e er e p e a t s , d i f f e r e n tl o w e r c a s el e t t e r sm l 目t n sd i f f e r e n c es i g n i f i c a n t l y a t t h e 0 0 5 l e v e l t h e f a l l o w i n g t a b l e i s t h e s a m e 5 0 4 5 4 0 3 5 3 0 壁2 5 谢 2 0 1 5 1 0 5 o 1 052 02 53 0 保藏天数( d ) 囊2 ；不周保藏时问与螯捌率的关系 t a b l e2 ：t h es t i n gr a t eo f t h ef e m a l ea d u l t sr d n t e dt od i f f e r e n ts t o r e e dd a y s 注：图中不同的小写字母表示在0 0 5 的水平上差异显著。 8 囊3 不同保藏时间对雌蜂謇生过程的影响 t a b l e2 ：t h ei n f l u e n c eo nt h ep r o c e s so f t h ef e m a l e sp a r a s i t i c i n sb yd i f f e r e n ts t o r ed a y st r e a s u l e d 、q 咚过程 天数 产卵量 ( 粒寄主) 幼虫致量 ( 头寄主) 子代蜂数量 ( 头管) 发育历期 ( 天代) 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 6 1 i ：r e 4 8 9 b 6 6 7 士5 3 3 b 3 o 蚴0 0 b 1 6 1 l 士1 3 9 a 1 6 2 1 士3 0 9 a 9 1 蚓1 4 b 4 6 7 士1 3 3 b 4 3 3 - 士3 0 0 b 5 1 9 士3 0 0 b 8 1 i 士2 8 9 a 7 0 3 i 3 4 7 i 矗1 9 士2 1 2 b 2 3 i 1 1 9 b 3 0 l 士1 1 9 b 4 3 3 - - 0 3 4 b 4 3 3 士2 6 7 a 3 3 6 3 0 3 a 4 0 1 1 7 9 b 3 9 烈斟4 1 a 37 5 心4 1 a 4 0 6 9 生4 3 1 a 3 9 5 4 士3 4 1 a 3 吼6 粥4 i n 3 6 5 4 “3 6 a 2 3 讨论 实验结果表明：在营养状况、饲养温度和饲养容器的大小一致的情况下，管氏肿腿蜂雌蜂 在寄生黄粉甲蛹时上蜂时间和蛰刺能力由于保藏时间的不同，个体间差别非常大。 在管氏肿腿蜂对黄粉甲蛹的寄生行为中，上蜂是寄生成功与否的关键步骤，经对寄生过程 的研究观察，发现在两个小时以内上蜂的雌蜂，平均能产卵3 0 头左右，在2 6 小时内上蜂的雌 蜂，平均能产卵2 5 头左右，在6 1 2 小时内上蜂的雌蜂，平均能产卵2 0 头左右，在1 2 2 4 小 时内上蜂的雌蜂，平均能产卵1 5 头左右：而2 4 小时以后上蜂的雌蜂，产卵很少，且不宜发育成 成虫。这是因为上蜂快，时间短，能使寄主保鲜时间长，有利于雌蜂产卵和幼虫取食。而上蜂时 间长，部分黄粉甲蛹未被蛰刺将继续发育而表皮变硬，甚至羽化为成虫，而导致蛰刺率较低，从 而影响后续的寄生效果此外，因为母蜂护幼对子代的正常发育起着非常重要的作用，而上蜂快， 可使雌蜂迅速补充营养，不但使卵巢得到充分发育，且使母蜂的寿命得以延长，从而在子代蜂从 卵至蛹的发育过程中，母蜂可以始终伴随其左右，对卵和幼虫起着保护作用。 实验结果表明，雌蜂在4 下保藏2 0 、2 5 天时，即管氏肿腿蜂雌蜂在4 下保藏2 0 2 5 天 时，雌蜂苏醒后处于活动能力较强的时期，此时，雌蜂对中间寄主的识别能力强，表现为上蜂速 度快，螯刺率高，用于繁蜂的时间为最适；而早于此时段的雌蜂，由于苏醒后不是处于对替代寄 主的非主动接受的最佳时期，所以上蜂较慢，寄主因未被蛰刺将继续发育而表皮变硬，从而导致 后续的寄生过程受到影响，而寄生率较低；而保藏时问高于这一时段的雌蜂，在寄生的开始阶 段与保藏2 0 2 5 天的雌蜂并无明显的差异，只是由于保藏时间太长了，使雌蜂无法在子代蜂从 卵至蛹的发育过程中一直伴随左右，而使最后的出蜂数较少。 9 第三章管氏肿腿蜂对两种寄主利它素的嗅觉反应 利用y - 型唉觉仪测定了管氏肿腿蜂雌蜂两种寄主昆虫青杨天牛及黄粉甲的不同材料浸 提物的嗅觉反应，结果表明：青杨天牛幼虫及蛹的血淋巴、幼虫虫粪、黄粉甲蛹血淋巴对雌蜂有 明显的吸引作用，表明其中有能引起雌蜂嗅觉反应的信息物质经低温处理青杨天牛蛹及黄粉甲 蛹后，测定雌蜂对其血淋巴浸提物的嗅觉反应，结果表明：低温处理能引起寄主体内信息物质的 变化，该结果与人工扩繁接蜂时，自然寄主接蜂时宜用新鲜的蛹，中问寄主接蜂时宜用低温保藏 后的黄粉甲蛹相符合。测定经自然寄主接蜂复壮l 3 代后的管氏肿腿蜂雌蜂对青杨天牛蛹血淋 巴及黄粉甲蛹血淋巴浸提物的嗅觉反应，结果表明：复壮后雌蜂对寄主体内信息物质的反应会发 生变化，以复壮一代为宜。根据实验结果认为，能够引起雌蜂强烈嗅觉反应的寄主血淋巴浸提物 的信息物质应是寄主利它素 3 1 材料与方法 3 1 1 试验材料 青杨天牛为吉林省白城市森保站提供虫瘿剖得； 黄粉甲为本试验室饲养得到各虫态； 管氏肿腿蜂为本实验室用中间寄主黄粉甲繁育。 3 1 2 试验方法 3 1 2 对青杨天牛不同材科浸提物的测定 3 1 2 1 提取末龄幼虫血淋巴、体表分泌物及表皮的浸提物 将一头幼虫在6 0 水浴5 m i n 后，从头部开口，将血淋巴挤出，用l m l 正已烷浸提2 小时， 经6 0 0 0 r m i n 离心，提取上清液后，放入冰箱4 c 下保存待用；将幼虫放入l m l 的正己烷浸提l o 分钟，提出液即为体表分泌物的浸提液，经离心，提取上清液后，放入冰箱4 c 下保存待用；先 用蒸馏水将幼虫洗净，将幼虫表皮剥离，用l m l 的正己烷浸提2 小时，经离心，提取上清液后， 放入冰箱4 1 2 下保存待用。 3 1 2 2 提取蛹血淋巴，体表分泌物及表皮的浸提物 方法同3 1 , 2 1 3 1 2 3 提取青杨天牛唾液、卵表，虫蜕，幼虫虫粪及未交配成虫附腺的浸提物 分别收集青杨天牛取食杨树虫瘿的残渣、虫蜕，虫粪，把未交配成虫的附腺用解剖针取出， 收集成虫初产卵粒，虫粪，分别用l m l 的正己烷浸提2 小时，经6 0 0 0 f r a i n 离心，提取上清液后， 放入冰箱4 1 2 下保存待用。 1 0 3 1 3 对黄粉甲不同材料浸提物的测定 3 1 3 1 黄粉甲末龄幼虫血淋巴，体表分泌物及表皮的浸提物 方法同3 1 2 1 3 1 3 2 黄粉甲蛹血淋巴，体表分泌物及表皮的浸提物 方法同3 1 2 1 3 1 3 3 黄粉甲虫蜕、未交配成虫的附腺及虫粪 方法同3 1 2 3 3 1 4 测定雌蜂对低温处理两种寄主蛹( 青杨天牛及黄粉甲) 后的血淋巴浸提物的嗅 觉反应 将青杨天牛蛹、黄粉甲蛹放入冰箱4 c 保藏1 、2 、3 、5 、1 0 天，取其蛹血淋巴再次进行生测， 用新鲜样品( 即不经低温处理) 做对照 3 1 5 测定复壮雌蜂的嗅觉反应 用青杨天牛蛹接上用中间寄主黄粉甲繁育多代的管氏肿腿蜂( 简称s 蜂) 经复壮繁育1 ，2 ， 3 代后获得各代复壮蜂( r i 代、r 2 代、r 3 代) ，生测其对来自两种寄主蛹血淋巴的嗅觉反应，用 8 蜂对同样浸提物的嗅觉反应做对照 3 1 6 生测装置 嗅觉仪是测定小型昆虫，特别是寄生蜂行为反应的简便、可靠的装置，本试验所用的嗅觉仪 为经v e t 等所描述的装置”适当改进制作嗅觉仪与空气净化器、流量计、活性炭、加湿器、y 型仪相连接，底座由一个大的表面皿( 1 6 c m x l 6 c m ) 和定做的圆形玻璃盖子组成，盖子开有两孔 与y 型仪两端相连便于空气流通和保持空气湿润。 3 1 7 生物测定 在圆形透明玻璃仪底部铺上一张中间画出2 c m 中心区域的滤纸，滴入0 5 u l 待测液滴入中心 区域，待正己烷挥发后，调整流量计使流过y 型仪的气流为2 0 0 m l m i n ，将2 0 头雌峰依次分别 从四个方向导入装置中( 每次一头蜂) ，记录5r a i n 内雌蜂停留在中心区域的时间及进入次数( 在 中心区域停留5 s 以上记为1 次) 。每种样品测2 0 头雌峰，设3 个重复，以群体平均值来判定雌 蜂对两类寄主不同材料浸提物的反应 3 1 8 数据处理方法 用s a s ( s t a t i s t i c a l a n a l y s i ss y s t e m ) 数据分析软件对滞留时间及进入次数进行分析，计算相 应的显著水平 3 2 结果与分析 3 2 1 管氏肿腿蜂雌蜂对来源于青杨天牛不同材料浸提物的嗅觉反应 表l 的数据表明：青杨天牛幼虫血淋巴、蛹血淋巴及成虫虫粪中含有对雌蜂有强烈吸引作 用的化学信息物质从雌蜂的嗅觉反应来看，蛹的血淋巴和虫粪中的化学信息物质含量较高，幼 虫血淋巴的次之，而其他部位的含量很少具体表现为，雌蜂在对滴入青杨天牛幼虫和蛹血淋巴、 虫粪的浸提液生测时，雌蜂在中心区域的滞留时间和进入次数明显高于来源于其他部位的浸提 物 衰1 雌蜂对来自青扬天牛不同材料浸提物的嗅觉反应 t a b l e l ：t h eo l f a c t o r yr e s p o n s eo ft h ef e m a l ea d u l t so fs c l e r o d e r m ag u a n it od i f f e r e n tm a t o r i a be x t r a c t e df r o m 8 a p e r d a p o p u l n e a 注；寰中数据为三个重复的平均值，不同的小写字母表示在0 0 5 的水平上差异显薯，不同的大写字母表示在o 1 0 的水平上差异显着，下衰均同 n o t e ：t h e “t - i nt a b l e